專用車產品輕量化具體實現的方式及應用分析

蘭寶利

摘 要：隨著節能環保理念不斷深入人心，輕量化在汽車領域中得到了大面積推廣，是汽車踐行節能減排理念的重要措施與必要手段。文章通過對專用車產品輕量化設計的重要性進行分析，對其具體實現方式和應用價值進行分析，以期為專用車產品輕量化的大面積推廣提供一定參考。

關鍵詞：專用車產品；輕量化；節能環保；實現方式

中圖分類號：U462.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）18-0127-02

隨著環境污染進一步加劇及石油等不可再生能源儲備總量日益減少，踐行節能環保理念已成為汽車制造行業亟待解決的問題，同時也是時代發展對汽車領域提出的新的要求。因此，節約燃油量、降低排氣污染已成為汽車由設計、制造到應用的整個過程中的重要任務。而將汽車裝備的整體質量予以減輕，實現車身和零部件輕量化，是汽車油耗降低、減少排氣污染的重要措施。

1 汽車輕量化概述

汽車輕量化是在確保汽車安全性能與強度的基礎上，將汽車整備質量盡可能降低，促使汽車動力性能及利用率大幅提高，降低燃料消耗量，同時減少排氣污染的先進理念。隨著節能與環保理念在全球范圍內不斷深入人心，汽車輕量化已成為全球范圍內汽車產業發展的潮流。

2 專用車產品輕量化的意義

專用車輛在專業化作業與運輸方面具有重要價值，尤其在物流業中極受歡迎，其可促使運輸效率大幅提高，有效控制運輸成本，促使車輛應用領域擴大。目前，我國已進至快速城市化建設進程中，專用車市場具有巨大潛力，而專用車輛的發展必將為國民經濟創造巨大經濟效益。在包括專用車輛在內的汽車運行過程中，需克服加速阻力、坡度阻力、空氣阻力及滾動阻力等，當阻力增大時，汽車燃油消耗率就會大幅增加。

其中加速阻力、坡度阻力和滾動阻力是隨著車輛總質量升高而增加，當汽車質量越大時，所遇阻力就越大，因此，降低汽車質量，減小汽車行駛中遇到的阻力，可有效降低行駛時車輛驅動力，從而減少燃油消耗量，促使燃油經濟性大幅提高。

相關調查表明，當汽車質量降低100 kg時，其100 km油耗可降低30%甚至更多。另一方面，我國現階段專用車輛生產取得了良好發展契機，同時也取得了較大成績。專用車可分為市政類專用車、運輸類專用車和工程類專用車等幾類，國內專用車生產企業之間的競爭十分激烈。因此，在專用車生產過程中加強輕量化研究，并在制造中將輕量化理念予以有效實施，不僅是踐行節能減排理念的必要措施，同時也是企業增強自身核心競爭力的關鍵環節。

3 專用車產品輕量化具體實現方式

3.1 在結構設計中對CAD、CAM等計算機技術加以合理

應用

專用車輕量化實現方法之一是對專用車結構進行輕質化、精簡化與整體化設計。而利用CAD、CAM與CAE等計算機輔助技術，可實現車輛精確的布局設計與結構設計。CAD、CAM與CAE等技術在汽車設計與制造各環節中均可發揮重要作用，主要包括汽車設計檢驗、實體造型、零部件加工、車身三維設計及對整車疲勞與振動進行分析等內容。同時，利用計算機具有的仿真技術，可對實體車的破壞性碰撞試驗與測試等予以有效替代，是汽車工業實現短周期、多種類、低成本、高質量產品制造的重要保證。利用計算機輔助技術展開設計，可在方案設計、建立模型、工程分析與評價設計方案等多方面實現車輛零部件間精簡目的，便于對輕量化之后的車輛操作穩定性、行駛安全性能、剛度及強度等展開分析與評價，最終實現將汽車質量減輕的目的。

3.2 合理運用新型材料

隨著新技術與新材料不斷涌現，汽車產業在專用車產品制作中材料選擇余地越來越大，其中新型復合材料是較為先進的制造材料。新型復合材料主要包括非金屬與金屬兩種，非金屬類包括炭纖維、玻璃纖維、陶瓷與塑料等復合材料，金屬類包括鈦合金、鋁合金與鎂合金等復合材料。在專用車產品制造中應用新型復合材料，是專用車輕量化的重要措施。如在新材料輕量化設計中，利用專用車的優質高強度鋼板，可促使上裝減輕20%重量，同時可對汽車的剛度與上裝強度相應要求予以有效滿足，促使油耗降低。在部分發達國家，多數粉粒物料與成品油都是利用鋁合金罐車進行運輸，相較于碳鋼罐車而言，鋁合金罐車成本相對較高，制作工藝也更為復雜，價格也更高，因此其應用還未得到推廣。但是在我國城市化建設進程不斷加深下，各運輸公司購買力及人們環保意識均會大幅提高，因此鋁合金罐車市場會得到有效推動，其在專用車產品生產領域中也必將得到進一步推廣與應用。

3.3 有效應用液壓機成型技術

液壓機屬于無切削加工成型設備，是利用液體壓力對能量加以傳遞，完成諸多壓力加工過程。液壓機可完成零件一次成型過程，所制作的板材在剛度與強度上更具優勢，可直接取代一些受力型材結構，對產品受力條件予以改善，降低產品質量，有效控制人工成本，從而實現良好經濟效益。液壓機可在大部分用到壓力加壓的工藝過程中應用，主要包括金屬機械零件受壓成形、金屬薄板件沖壓拉深成形技術及自由鍛造等工藝。如在重型自卸車生產中，尤其是礦用自卸車中，傳統方法利用型材搭拼焊接制作而成，現階段這一生產過程開始朝著箱體沖壓方向發展，以便降低生產過程中的勞動強度，降低上裝的總體質量，從而大幅增強市場競爭力。

3.4 在產品制造上遵循專用化、差異化與多樣化原則

在實現專用車產品輕量化過程中，車產品專用化、多樣化與差異化是重要實現方法之一。為實現這一目的，專用車產品生產企業應與專用底盤設計相結合，對市場進行充分調研與細化，不斷研發專用車產品。在研發產品中，可將一產品總體根據功能不同劃分成若干小系統，之后對各小系統分別展開輕量化設計。如在混凝土攪拌車生產過程中，所用方法多為復雜性硬桿操作機構，在生產時需用兩根5 m長的鋼管。而在對設計方案進行更新后，生產時只需應用1根同樣規格的鋼管即可完成同樣的操作。在殼體板材拼搭差異性焊接中，可在對實際應用工況進行充分考慮基礎上，在罐體中長期磨損部位使用具有優良耐磨性、較高強度的材料，而在基本不受力或受力較小的局部結構中，可將板材厚度適當減小，或使用更輕質材料代替。目前，專用車產品生產競爭日益激烈，因此在生產中有效控制成本，對產品針對性與專業性予以重視，促使產品市場競爭力大幅提高是相關企業的共識。

4 專用車產品輕量化在現實中的應用價值

現階段的專用車產品因為產品設計與制造等各方面技術因素限制，在結構設計上較為保守，產品總質量均較大。1978年美國統計結果顯示，一輛總質量1 360 kg汽車總質量降低10%時，其燃油消耗會減少8.8%左右；當耗油量降低1L時，汽車排放的CO2將會降低2.45 kg。另外，按照每年專用車銷售數量為10萬輛計算，每年成功減重100 kg時，則每年可節約汽車生產用原材料如鋼材等約1萬t左右，可大幅降低專用車生產成本。由此可見，專用車產品輕量化的實現在現實中具有重要的節能環保價值。

參考文獻：

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